Datos Identificativos 2014/15
Asignatura (*) Métodos de Cálculo Numérico Código 614111627
Titulación
Enxeñeiro en Informática
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
1º y 2º Ciclo 1º cuatrimestre
Todos Optativa 5.5
Idioma
Castellano
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinador/a
Arregui Alvarez, Iñigo
Correo electrónico
inigo.arregui@udc.es
Profesorado
Arregui Alvarez, Iñigo
Correo electrónico
inigo.arregui@udc.es
Web
Descripción general Asignatura optativa de segundo ciclo en la titulación de Ingeniería Informática, orientada al planteamiento y la resolucion numérica de modelos de ecuaciones diferenciales que surgen en el ámbito de la ingeniería

Competencias del título
Código Competencias de la titulación
A1 Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas avanzadas adecuadas para la investigación, el diseño y el desarrollo de sistemas y servicios informáticos.
A3 Concebir y planificar el desarrollo de aplicaciones informáticas complejas o con requisitos especiales.
A5 Saber especificar, diseñar e implementar sistemas inteligentes cuando las soluciones convencionales no resultan satisfactorias.
A6 Evaluar, definir, seleccionar y auditar plataformas hardware y software para la ejecución y desarrollo de aplicaciones y servicios informáticos.
A9 Dirigir equipos de trabajo ligados al diseño de productos, procesos, servicios informáticos y otras actividades profesionales.
A11 Implantar sistemas de calidad según estándares internacionales.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamiento crítico, lógico y creativo.
B4 Aprendizaje autónomo.
B5 Trabajar de forma colaborativa.
B6 Comportarse con ética y responsabilidad social como ciudadano y como profesional.
B7 Comunicarse de manera efectiva en cualquier entorno de trabajo.
B8 Trabajar en equipos de carácter interdisciplinar.
B9 Capacidad para tomar decisiones.
B10 Capacidad de gestión de la informática (captación y análisis de la información).
B11 Razonamiento crítico.
B12 Capacidad para el análisis y la síntesis.
B13 Capacidad de comunicación.
B15 Motivación por la calidad.
C1 Expresarse correctamente, tanto de forma oral como escrita, en las lenguas oficiales de la comunidad autónoma.
C2 Dominar la expresión y la comprensión de forma oral y escrita de un idioma extranjero.
C3 Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida.
C4 Desarrollarse para el ejercicio de una ciudadanía abierta, culta, crítica, comprometida, democrática y solidaria, capaz de analizar la realidad, diagnosticar problemas, formular e implantar soluciones basadas en el conocimiento y orientadas al bien común.
C5 Entender la importancia de la cultura emprendedora y conocer los medios al alcance de las personas emprendedoras.
C6 Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse.
C7 Asumir como profesional y ciudadano la importancia del aprendizaje a lo largo de la vida.
C8 Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.

Resultados de aprendizaje
Competencias de materia (Resultados de aprendizaje) Competencias de la titulación
- Conocer los modelos más representativos en ciencia e ingeniería que se formulan mediante ecuaciones diferenciales A1
A3
B2
B3
B5
B8
B9
B11
B15
C4
C6
C7
C8
- Identificar los tipos de problemas de ecuaciones diferenciales ordinarias y parciales A1
A3
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B11
B12
B15
C6
C7
C8
- Resolver exactamente problemas de ciencia e ingeniería que se formulan con ecuaciones diferenciales lineales de segundo orden con coeficientes constantes A1
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B8
B11
B12
B15
C5
C6
C7
C8
- Construir e implementar en ordenador los algoritmos asociados a los métodos de tiro, diferencias finitas y elementos finitos para problemas de contorno para edo's que surgen en modelos de ingeniería y ciencia A1
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A5
B1
B2
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B11
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C1
C3
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C8
- Clasificar EDPs lineales de segundo orden A1
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B15
C6
C8
- Aplicar el método de separación de variables para ecuaciones sencillas de difusión, convección y ondas A1
B2
B3
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B11
B12
C6
C8
- Construir e implementar en ordenador métodos de diferencias finitas para ecuaciones parabólicas y aplicarlos a modelos sencillos en ingeniería y ciencias A1
A3
A6
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B15
C1
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C5
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C8
- Construir e implementar en ordenador métodos de diferencias finitas para ecuaciones elípticas y aplicarlos a modelos sencillos en ingeniería y ciencias A1
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- Construir e implementar en ordenador métodos de diferencias finitas para ecuaciones hiperbólicas y aplicarlos a modelos sencillos en ingeniería y ciencias A1
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C8
- Construir métodos de elementos finitos para EDPs, utilizar software que los implemente y aplicarlos a modelos en ingeniería y ciencias A1
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B15
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C8
- Asimilar la necesidad de los métodos numéricos para proporcionas soluciones de los modelos complejos que surgen en ingeniería y ciencia A3
A5
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A9
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B2
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B9
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B12
B15
C3
C5
C6
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C8
- Conocer las condiciones de convergencia de los distintos métodos numéricos A1
A3
A6
B2
B3
B8
B9
B11
B12
C6
C8
- Verificar el buen funcionamiento de un algoritmo numérico mediante ejemplos apropiados de validación A1
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A5
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B1
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B5
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B9
B11
B12
B15
C3
C6
C7
C8
- Elaborar una memoria con la descripción de los algoritmos y ejemplos ilustrativos de su buen o mal funcionamiento A1
A3
B5
B7
B8
B12
B13
B15
C1
C6
- Ser capaz de buscar bibliografía para leer y comprender la información necesaria para resolver con las herramientas de la asignatura un problema dado A1
A3
A6
A9
B1
B2
B4
B5
B7
B8
B9
B12
B15
C2
C3
C6
C8
- Planificar en equipo las etapas de resolución de un problema en clases de prácticas A3
A5
A6
A9
B2
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B13
B15
C1
C3
C6
C7
C8

Contenidos
Tema Subtema
Problemas de contorno para ecuaciones diferenciales de segundo orden Modelos matemáticos en ingeniería y ciencias
Problemas lineales homogéneos y no homogéneos: solución exacta
Métodos numéricos: tiro, diferencias finitas y elementos finitos
Programación de métodos numéricos
Ecuaciones en derivadas parciales (EDP) Conceptos generales
Modelos matemáticos en ingeniería y ciencias
EDPs de primer orden
Clasificación de EDPs lineales de segundo orden
Modelos y métodos para EDPs parabólicas Ecuación de difusión
Método de separacion de variables
Métodos numéricos de diferencias finitas
Programación y aplicaciones
Modelos y métodos para EDPs elípticas Ecuaciones de Laplace y Poisson
Métodos numéricos de diferencias finitas
Programación y aplicaciones
Método de elementos finitos (MEF) Ecuación eliptica con coeficientes variables
Formulaciones variacionales
Descripción del MEF para ecuaciones elípticas
Ideas del MEF para ecuaciones parabólicas e hiperbólicas
Uso de software del MEF
Aplicaciones a problemas de ciencia e ingeniería

Planificación
Metodologías / pruebas Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Actividades iniciales 0.9 0 0.9
Análisis de fuentes documentales 0.5 0 0.5
Sesión magistral 33 26.4 59.4
Prácticas de laboratorio 29 23.2 52.2
Prueba objetiva 3.3 0 3.3
Prueba oral 0.5 0 0.5
Presentación oral 0.5 0 0.5
Debate virtual 0 0.4 0.4
Solución de problemas 11 8.8 19.8
 
Atención personalizada 0 0 0
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Actividades iniciales Presentación de los contenidos, planificación, metodologías, forma de evaluación y fuentes de información de la asignatura.
Análisis de fuentes documentales Durante la primera clase se indicarán y comentarán las principales fuentes de información que abarcan los contenidos de la asignatura
Sesión magistral Se incluyen las lecciones magistrales en las que se desarrollan los contenidos de la asignatura
Prácticas de laboratorio Los alumnos programarán en ordenador los métodos numéricos para resolver problemas concretos de ciencia e ingeniería que se formulan mediante ecuaciones diferenciales. En algún caso el profesor expondrá el software existente para ello.
Prueba objetiva Prueba escrita de resolución de problemas, a celebrar en fecha prevista por el calendario de exámenes de la Facultad, de una duración estimada en torno a 3 horas.
Prueba oral Cada grupo de dos alumnos responderá a las preguntas del profesor sobre las prácticas que ha desarrollado y los contenidos de la memoria de las mismas que ha presentado
Presentación oral Cada grupo de dos alumnos expondrá las prácticas realizadas en el ordenador y comentará la memoria de las mismas ante el profesor
Debate virtual Resolución de dudas relativas a los contenidos teóricos, problemas y prácticas de laboratorio por correo electrónico
Solución de problemas El profesor presentará problemas que se resuelven mediante los métodos analíticos y numéricos descritos en la asignatura. También planteará ejercicios para que los alumno resuelvan de manera autónoma

Atención personalizada
Metodologías
Presentación oral
Prueba oral
Debate virtual
Descripción
Presentación oral: Exposición de las prácticas de laboratorio y de la memoria de las mismas
Proba oral: preguntas sobre las prácticas y la memoria de las mismas, y peticion de pequeñas modificaciones para evaluación de las mismas
Debate virtual: atención por correo electrónico de las dudas sobre la asignatura

Evaluación
Metodologías Descripción Calificación
Presentación oral Presentación de las prácticas de laboratorio orientadas a la programación de métodos numéricos para la resolución de modelos de ecuaciones diferenciales en ciencia e ingeniería, incluyendo una memoria de las mismas 15
Prueba objetiva Examen escrito sobre problemas relacionados con los contenidos de la asignatura 70
Prueba oral Preguntas sobre las prácticas de laboratorio orientadas a la programación de métodos numéricos para la resolución de modelos de ecuaciones diferenciales en ciencia e ingeniería, incluyendo cuestiones sobre la memoria de las mismas 15
 
Observaciones evaluación

Fuentes de información
Básica Burden, R.L., Faires, J.D. (2002). Análisis numérico. ITP
Kincaid, D., Cheney, W. (1994). Análisis numérico: las matemáticas del cálculo científico. Addison Wesley
Boyce, W.E., Di Prima, R.C. (1998). Ecuaciones diferenciales y problemas de valores frontera. Limusa
Mathews, J.H., Fink, K.D. (2000). Métodos numéricos con MATLAB. Prentice-Hall
Quintela, P. (2001). Métodos numéricos en ingeniería. Tórculo
Chapra, S.C., Canale, R.P. (2006). Métodos numéricos para ingenieros. McGraw Hill

Complementária Baker, A.J., Pepper, D.W. (1991). Finite Elements 1-2-3. McGraw Hill
Metcalf, M., Reid, J. (). FORTRAN 90/95. Oxford University Press
Mathworks Inc. (1996). Matlab, Partial differential equations toolbox. Mathworks
Mathworks Inc. (1996). Matlab, the language of scioientific computing. Mathworks
Hoffman, J.D. (1992). Numerical methods for engineers and scientists. McGraw Hill
Johnson, C. (1994). Numerical solution of partial diferential equations by finite element method. ITP
Farlow, J. (1993). Partial differential equations for engineers. Dover


Recomendaciones
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Asignaturas que continúan el temario
Álgebra/614111106
Cálculo/614111108
Computación Numérica/614111204

Otros comentarios


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